Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Cây tràm và ý nghĩa kinh tế Tràm là tên gọi chung của các loài trong chi Melaleuca thuộc họ Sim (Myrtaceae). Chi Melaleuca có khoảng 250 loài, phân bố chủ yếu ở Australia và một số nước khu vực Nam Thái Bình Dương. Đây là chi có phân bố rộng, có khả năng thích ứng cao với nhiều điều kiện lập địa, có thể sinh trưởng trên đất nghèo dinh dưỡng, đặc biệt là trên các vùng bán ngập.
Rừng tràm là hệ sinh thái có giá trị cao cả về kinh tế và môi sinh ở các vùng đất ngập phèn ven biển, ven các cửa sông và cả trên các đồi đất lateritic cằn cỗi (Lã Đình Mỡi, 2003) [14]. Cuối thế kỷ XX, các nghiên cứu về chọn giống tràm trên thế giới chủ yếu tập trung vào mục đích lấy gỗ. Năm 1984-1987, ở Australia các loài tràm đã được khảo nghiệm ở Wongi và Toolara, Queensland. Kết quả nghiên cứu cho thấy trong giai đoạn 2-3 năm sau khi trồng Tràm lá dài (M.
leucadendra) là loài có sinh trưởng nhanh nhất, tỉ lệ sống cao ở tất cả các nơi được khảo nghiệm. Tại Queensland, nơi nguyên sản của Tràm lá dài những cây to nhất có thể cao 20- 40m với đường kính có thể đến 1,5m (Broply và Doran, 1996) [30]. Năm 1986 khảo nghiệm một số loài tràm và loài cây khác trên vùng đất cát nghèo dinh dưỡng, xói mòn mạnh, lượng mưa thấp (400 mm/năm) tại các vùng sinh thái đặc trưng của Zimbabwe ở giai đoạn 1,5 năm tuổi đã thấy M. symphyocarpa (Weipa, Qld) là loài có tỉ lệ sống 57-92%, M.
stenostachya (Weipa, Qld) là loài có tỉ lệ sống 52-65%, còn M. Nhiều loài tràm là cây đa tác dụng từ lấy gỗ đến tinh dầu, lấy vỏ và hoa cũng như làm cây cảnh ven đường. Tinh dầu tràm chủ yếu được lấy trong lá là sản phẩm có giá trị dược phẩm và mỹ phẩm đang được chú ý khai thác. Tinh n 4 dầu tràm là chất sát trùng mạnh, chữa cảm cúm, hen suyễn, đau bụng, co thắt dạ dày.
Tinh dầu tràm cũng được dùng làm thuốc bôi chống viêm, chữa vết bỏng, xoa bóp trị đau nhức khớp xương và thần kinh (Võ Văn Chi, 1997; Lã Đình Mỡi, 2003) [1], [14]. Nghiên cứu của Brophy và Doran (1996) về hàm lượng và chất lượng tinh dầu của 42 loài thuộc các chi Asteromyrtus, Callistemon và Melaleuca (không có Tràm trà vì khi đó loài này được coi bí mật quốc gia) có quan hệ gần gũi trong họ Myrtaceae cho thấy số loài có hàm lượng tinh dầu và chất lượng tinh dầu chỉ chiếm khoảng 8-10% trong các loài được nghiên cứu. Tràm ở nước ta có thể có bốn dạng hoặc ba dạng với kích thước khác nhau từ cây gỗ nhỏ đến trung bình, phân bố ở nhiều tỉnh trong cả nước từ đảo Phú Quốc đến Thái Nguyên, ở độ cao trên mặt biển từ 2- 36m, với độ pH=2,5- 5,5 (Ngô Quế, 2003). Tràm tập trung nhiều nhất ở hai vùng chính là đồng bằng sông Cửu Long và Duyên hải Bắc Trung Bộ, chủ yếu là phía nam Thừa Thiên - Huế (Nguyễn Việt Cường, Nguyễn Xuân Quát và cs.
Nghiên cứu cải thiện giống Tràm trà trên thế giới Australia là một trong những nước trồng, khai thác, chế biến tinh dầu tràm nhiều nhất thế giới, trong đó trên 95% loài tràm là đặc hữu của Australia. Nhiều nghiên cứu về điều kiện sinh khí hậu trên 600 địa điểm có phân bố của nhiều loài tràm đã được tiến hành ở Australia, nhằm giúp mở rộng vùng khảo nghiệm hoặc vùng định trồng rừng tràm trên nhiều nước [38]. Các nghiên cứu thường tập trung vào việc tìm ra xuất xứ, dòng vô tính có năng suất tinh dầu cao và chất lượng tốt đáp ứng được yêu cầu thị trường. Các loài tràm được trồng để sản xuất tinh dầu là Tràm trà (Melaleuca alternifolia), Tràm năm gân (M.
quinquenervia) và Tràm cajuput (M. Tràm năm gân có phân bố tự nhiên tại Australia và Papua New Guinea, là một trong những loài có hàm lượng và chất lượng tinh dầu cao n 5 nhất trong hơn 42 loài tràm khác được nghiên cứu về tinh dầu. Loài này có thể đạt hàm lượng tinh dầu trong lá 1,3- 2,4%, thành phần 1,8-cineole dao động từ 0,2% đến 65% và hơn nữa (Brophy và Doran, 1996). Đây là loài cây rất có triển vọng trong sản xuất tinh dầu ở Papua New Guinea và đã có dự án FSP/1998/113 hợp tác giữa Trung tâm giống cây rừng của Australia với một tổ chức phi chinh phủ là Biological Foundation nghiên cứu về chọn giống và phát triển sản xuất tinh dầu theo kiểu cộng đồng cho vùng Bensbach trong các năm 2000- 2002.
Tràm cajuput được nghiên cứu chọn giống lấy tinh dầu từ năm 1998 tại Paliyan (Indonesia). Khảo nghiệm giống cho 20 lô hạt lấy từ các quần thể tự nhiên trong đó có 4 lô hạt từ Australia. 18 lô hạt được lấy từ 18 cây mẹ tiêu biểu khác nhau. Đây là những gia đình có đặc điểm tinh dầu tốt hơn so với giá trị trung bình ở 6 nhóm cách li về mặt địa lý ở Australia và Indonesia.
Số liệu thu thập được ở 2 tuổi cho thấy sinh trưởng của các nhóm có sự sai khác rõ rệt. Đặc điểm tinh dầu có sự khác nhau rõ rệt, hàm lượng tinh dầu cao nhất là 2,3% thuộc gia đình 14 (Indonesia) tiếp đến là các gia đình 10, 18 (Indonesia), 21(Australia) đều đạt 2,1%. Tỷ lệ 1,8-cineole cao nhất là gia đình 2 (Indonesia) đạt 60,2% tiếp đến là gia đình 11 (Indonesia) đạt 57,6% (Susanto el al. Indonesia cũng có dự án hợp tác với CSIRO của Australia do ACIAR tài trợ về nghiên cứ chọn giống và sản xuất tinh dầu Tràm cajuput.
Indonesia đã chọn được một số giống để sản xuất tinh dầu tràm như một mặt hàng có tiếng. Các nghiên cứu về chọn giống cũng cho thấy M. cajuput sub sp có mức biến dị khá lớn về sinh trưởng và hàm lượng tinh dầu ở các quần thể khác nhau. Indonesia là một trong những nước chính cung cấp tinh dầu tràm, mỗi năm nước này có thể sản xuất gần 400 tấn tinh dầu tràm (Susanto et al.
n 6 Tràm trà là loài được trồng chủ yếu ở Australia để sản xuất tinh dầu. Tràm trà có tên khoa học đầy đủ là Melaleuca alternifolia Maiden & E. Betche & Cheel, thuộc nhóm có quan hệ gần gũi với M. Đây là loài cây có nguồn gốc từ Australia, mọc hoang ở những nơi thấp vùng duyên hải từ Darling Downs (Queensland) tới Hunter River (New South Wales).
Năm 1923, các nhà khoa học đã khám phá tinh dầu Tràm trà có tác dụng diệt khuẩn mạnh gấp 13 lần so với carbolic acid (được xem là tiêu chuẩn quốc tế đầu thập niên 20 của thế kỉ XX). Cheel đã xác định tên khoa học của Tràm trà là M. Đến năm 1770, người Anh đã phát hiện ra công dụng của tinh dầu này khi đun sôi tạo thành một loài trà có mùi thơm. Tinh dầu Tràm trà có màu vàng chanh hoặc không màu trong suốt, nhẹ có mùi thơm terpinic myristic dễ chịu, là chất khử trùng không gây độc hại cho sức khoẻ con người.
Tinh dầu Tràm trà được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất kem đánh răng, nước súc miệng, để cầm máu, trị các chứng ngoài da như: ngứa ngáy, mày đay, gàu, lở loét, mụn trứng cá, rận rệp, đau nhức, nứt nẻ, viêm lợi. Tràm trà có phân bố tự nhiên ở ven biển phía Bắc New South Wales, là loài cây nhỏ 2- 3m, những nơi đất tốt có thể cao tới 14m. Đường kính thân cây hiếm khi đạt tới 30cm (Boland, 2006), vỏ bong ra từng lớp mỏng, lá hẹp hình lông chim có màu xanh sáng. Tràm trà có phân bố tự nhiên ở 29- 33 vĩ độ Nam, song lại có biên độ sinh thái lớn.
Nhiệt độ trung bình thích hợp 17- 31oC nhưng có thể sống ở nơi có nhiệt độ của tháng lạnh nhất 1- 9oC và nhiệt độ của tháng nóng nhất 25- 30oC, lượng mưa trung bình hàng năm từ 1000- 1600mm. Đây là cây chịu được các điều kiện khí hậu khác nhau kể cả những điều kiện khắc nghiệt (Boland et al, 2006) [30]. Tràm trà có thể sinh trưởng n 7 trên đất sét, đất mặn ven biển, đất ngập nước và đất đồi núi,. và ở độ cao so với mặt biển gần 950m (Coton, Murtagh,1990) [34].
Cụm hoa dài 3- 5cm, có hơn 30 hoa trên một cụm, hoa màu trắng, cánh hoa dài 2- 3mm, có 30- 60 nhị hoa trên một cụm hoa, nhị hoa dài 3- 4mm, hoa thường nở từ tháng 8 đến tháng 11 (Boland et al, 2006). Những cây non trẻ lần đầu có nụ hoa sau 2 năm, tuy nhiên trong một số dự án cây trồng từ hạt sau 3,75 năm thì 45% số cây ra hoa. Thời gian từ khi nở hoa tới lúc hạt chín là 18 tháng (Doran et al, 2002) [36]. Hạt Tràm trà có màu vàng sẫm, kích thước rất nhỏ, hình nón cụt hoặc nhọn đầu.
Hạt Tràm trà bắt đầu nảy mầm sau 5 ngày và kết thúc sau 11 ngày. Nhiệt độ thích hợp để hạt nảy mầm là 300C- 350C và đặc biệt giá thể gieo hạt phải ngập nước, tỷ lệ nảy mầm cao nhất đạt 40,5%. Một ha rừng trồng từ 25. Trước năm 2006, Tràm trà được coi là cây thuộc nhóm bí mật quốc gia của Australia.
97% tinh dầu thương phẩm của nước này được sản xuất từ các khu trồng Tràm trà ở vùng ven biển phía Bắc New South Wales và Atherton của Queensland. Australia là một nước có nhiều công trình nghiên cứu về cải thiện loài cây này và sản xuất tinh dầu Tràm trà có lịch sử hơn 60 năm. Trong tinh dầu tràm người ta quan tâm chủ yếu hai thành phần có tác dụng chữa bệnh và làm hương liệu quan trọng nhất là 1,8-cineole và terpinen- 4-ol. Wiliam và Home (1989) nghiên cứu tinh dầu Tràm trà và chia chúng thành 3 nhóm có thành phần chính khác nhau.
Nhóm 1 có thành phần 1,8- cineole thấp (3%) và terpinen-4-ol cao (45,4%), nhóm 2 có thành phần 1,8- cineole trung bình (30,3%) và terpinen-4-ol trung bình (18%), nhóm 3 có thành phần 1,8-cineole cao (64,1%) và terpinen-4-ol thấp (1,7%) [43]. Các tác giả khác lại cho rằng Tràm trà có 5 dạng tinh dầu đó là 3 dạng có tỷ lệ 1,8- cineol thấp, trung bình và cao từ New South Wales và 2 dạng terpinolene từ n 8 Queensland (Doran et al, 2002). Tuy nhiên thành phần các hợp chất của các loài trong chi Melaleuca luôn có sự biến đổi. Ngoài ra, tinh dầu Tràm trà còn hàng chục các hợp chất khác có giá trị dược liệu và mỹ phẩm như linalool, citronellol….
Hàm lượng tinh dầu trong lá tươi của Tràm trà trồng ở vùng Đồng Hới tỉnh Quảng Bình là 2,2% và thành phần chính trong dầu là terpinen-4-ol. Tràm trà trồng ở Việt Nam và trồng ở Australia (tiêu chuẩn Australia-A.